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人类胶质瘤细胞膜高丰度表达钙激活钾通道,即gBK通道,与人类BK通道(hbr5)同源性最高,对钙离子高度敏感性,对胶质瘤细胞的增殖与迁移影响巨大。发掘和鉴定gBK通道的高特异性配体和调制剂,有益于神经胶质瘤型gBK通道参与细胞增殖与迁移的病理功能与信号通道机制的研究,并对此相关疾病药物的研发具有重要的理论参考价值和实际运用意义。Martentoxin是自东亚钳蝎(Buthus martensi Karsch,BmK)蝎毒中纯化的一个37肽短链毒素,积累的研究资料表明,该毒素可以钙依赖方式调控神经型BK通道(α+β4)的活性。
本论文利用细胞培养、细胞活力检测、膜片钳和荧光成像等方法,研究了martentoxin对神经胶质瘤型BK通道(gBK)的药理调制效应及其机制。研究发现,当胞内液自由钙浓度分别被控制在150nM、28μM和5mM时,martentoxin可剂量依赖地增强gBK通道活性。当胞内液中缺失钙离子时,martentoxin可以显著地抑制gBK通道活性。分别在上述三种钙浓度存在下,martentoxin对gBK通道电流的增强比率无显著性差异,提示了martentoxin对gBK通道的药理学效应仅取决于内钙的有无,不受内钙浓度高低的影响。保持细胞内钙浓度恒定,给予不同电压刺激时,martentoxin对gBK通道的增强性药理调制效应无显著不同,排除了martentoxin影响到电压感受器的可能。此外,iberiotoxin与martentoxin的混合药物施加与iberiotoxin单独施加对gBK通道活性的调制效应无显著性差异,表明martentoxin增强gBK通道的作用位点有别于iberiotoxin抑制gBK通道活性的孔区域,提示了manentoxin可能通过增强人类脑胶质瘤U251-MG细胞中gBK通道的β亚基与α亚基的相互作用提高gBK通道活性。另一方面,经MTT实验表明,与iberiotoxin不同,martentoxin可以剂量依赖性地促进U251-MG细胞的增殖,由此证实gBK通道是martentoxin的直接靶标。本论文表明了gBK通道上存有新的药物作用位点,并提示martentoxin可作为新型调制剂用于gBK通道相关的病理功能研究。